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盘点2016年中国智能手机的传感器创新应用

发布日期:2021-09-30 13:11

  创新应用领域”开展深度合作,围绕智能手机人机交互的创新应用,探讨智能传感器、新型显示、人工智能等核心技术的发展趋势。

  值此跨年之际,上海市通信制造业行业协会与麦姆斯咨询为各位“机”友奉献精彩纷呈的原创干货,“感”受人机互动的创新气息。今天为大家带来的新年第一波是《盘点2016年中国智能手机的传感器创新应用》。

  5、全球首款能够测量血氧、心率和紫外线的智能手机:联想ZUK Z2 Pro

  乐视在美国CES 2016展会上发布了Le Max Pro智能手机,集成了骁龙820芯片组和骁龙Sense ID。其中,骁龙Sense ID采用了高通最新开发的超声波技术,实现了3D指纹识别功能。乐视Le Max Pro也是全球首款搭载3D超声波指纹传感器的智能手机。

  指纹识别技术当前已经成为一些智能手机的标准配备,如苹果的Touch ID与三星等,都采用了传统的指纹按压识别技术。而高通骁龙Sense ID与此前技术不同,在用户手指有少量污垢或潮湿的情况下仍能工作,甚至能穿透玻璃、铝、不锈钢、蓝宝石、塑料等设备进行识别。这意味着手机生产商可以将传感器和设备融为一体,而不必将指纹识别单元单独做成一个按钮这种形式。此次,骁龙Sense ID位于乐视Le Max Pro智能手机背面金属壳下方400微米处。

  因此,在理论上超声波指纹识别技术可以放入平板的屏幕窗口之中。另外在安全方面,也有较大提升。高通表示,超声波早已用在专业的生物识别领域,它可以穿透表皮层,探测指纹的三维细节,因而让黑客难以仿制指纹侵入用户手机。

  人眼的虹膜比指纹更复杂,因此手机解锁采用虹膜识别比指纹识别更加安全。这意味着,用户无需记住那些复杂的PIN码、密码或是各种图案密码,只需先通过专用App拍摄眼球,将眼部虹膜图案登录到终端上,从此便可安全使用。虹膜手机将成为大家支付的钱包、银行的金卡、开门的钥匙、通关的证件、医保的凭据,这标志着新一代“互联网+”时代的身份认证方式的开启。

  2016年1月26日,中科虹霸基于国际领先的虹膜识别算法,联合展讯及元心科技推出的中国首款量产型智能虹膜识别安全手机——紫潭安全手机,配置Linux和Android双操作系统。紫潭安全手机内置中科虹霸微型虹膜识别产品IKMobile10,其由成像模块、照明模块和软件算法组成,可以通过内置摄像头来扫描用户的虹膜特征,用户只需短暂凝视屏幕即可。有效识别距离为20~30cm,识别速度达到1s。基于展讯自主研发的椒图安全芯片和元心双操作系统,中科虹霸从系统成像、特征描述与匹配、安全防伪、用户交互等方面对虹膜识别方案进行深度优化,成为紫潭安全手机中关于身份认证的特色组成部分。

  如今的手机市场当中,对于拍摄影像的注重,就是衡量一款手机好坏的重要因素。因此,在硬件这一块上,就必须拥有高规格的配置。金立S8搭载前置800万像素和后置1600万像素的摄像头,图像传感器是S5K3P3,采用了全肤色算法,默认全肤美颜,整体肤色一致,让你体验到极致美颜的效果。

  金立S8是中国首款采用RWB技术的手机,配备了F1.8光圈和6P镜头,对比以往RGB技术机型所拍摄的照片,在降噪能力方面提升了80%,感光提升40%,面积更是降低23%,以更小的后置摄像头镜面体积去获取更多的光线,在弱光下的细节表现会更好。

  我们日常使用的数字成像设备,无论是手机还是单反亦或是专业摄像机,其传感器大都是标准的拜耳阵列。拜耳阵列传感器采用RGB(红绿蓝)技术,每四个像素为一组,每组包含两个绿色和一个红色、一个蓝色像素。拜耳阵列的像素彩色滤光片在将入射光净化为纯色光的同时实际上也减弱了入射光的强度。每一个像素的滤光片都挡掉了光线中另外两种颜色的成分,这样整个传感器平均而言会挡掉三分之二的入射光线,无疑是极大的浪费。

  RWB(红白蓝)相比传统拜耳阵列传感器,改善最大的就是高感拍摄性能。由于绿色像素被白色像素取代,传感器接收到的有效光线强度几乎翻倍,RWB的高感指标也有了明显提升。

  华为P9创新地采用徕卡SUMMARIT系列双镜头,更好的亮度和清晰度表现,使拍摄相片和视频变得更加轻松。该款智能手机后置的1200万像素黑白和彩色双摄像头,拍摄效果可不仅仅是两个1200万像素镜头拍摄这么简单。在拍照的过程中,双摄像头同时工作,黑白镜头捕捉细节,成像更清晰;彩色镜头捕捉颜色,色彩更饱满,加上华为特有的图像合成算法,让细节与色彩愈加融合,拍出的画面栩栩如生,惊艳跃于指尖。

  像素大小达1.25µm的1200万像素双摄像头,能为低光环境拍摄提供更佳的表现。华为P9内嵌IMAGEsmart 5.0技术,只需轻按拍摄键,就能让你拍出心中所想。通过与徕卡共同开发的图像质量算法,华为P9可拍摄出专业相机般的优秀画质,即使在低光环境下也可以轻松应对。

  华为P9采用内置双核ISP、专业级DSP和独立的深度芯片,使其在对焦、成像和图像处理的速度上都有了更大的提升。采用激光对焦、深度对焦和对比度对焦相结合的混合对焦技术,可以在瞬间拍摄到画面清晰,层次分明的精彩照片。

  5、全球首款能够测量血氧、心率和紫外线的智能手机:联想ZUK Z2 Pro

  联想旗下智能手机品牌ZUK于今年4月在北京发布了旗舰手机Z2 Pro。这款手机采用骁龙820处理器,配备线D玻璃机身,能够测量心率、血氧以及紫外线。作为联想新款安卓旗舰机型,联想ZUK Z2 Pro做到了九项“全球第一”:

  这款手机对于用户的健康非常看重,是全球第一款配备了十大专业传感器的手机,功耗较低,能实现用户24小时对于专业运动应用的使用。另外,更多的传感器让这款手机能够还原用户真实的运动情况,精确到三级台阶的运动情况,同时还能测量心率、血氧和紫外线。展望未来,在应用算法的支持下,Z2 Pro还将能够准确识别用户的步幅和步频。

  拍摄功能也是此次发布会上的一大亮点,配备F1.8大光圈,采用三星最新一代1300万像素2M8传感器,进光量相比Z1提升了20%,配备滚珠式光学防抖技术,支持4K视频拍摄。此外,Z2 Pro采用了一键录拍功能,可以将录制的视频分帧处理。全球首次采用的心跳拍摄功能可以在拍摄中记录自己的心跳。

  Z2 Pro采用U-Touch 2.0技术, 用户可以自己定义解锁手势,同时这也是全球第一款能湿手指纹解锁的手机。指纹识别速度高达0.01秒,还具有指纹自学习算法,指纹识别的速度会随着用户的使用而变快。

  联想(Lenovo)在科技创新大会“Tech World 2016”上发布了全球首款支持Tango技术的增强现实(AR)智能手机Phab 2 Pro。这是谷歌和联想共同研发了两年的产品,其独特之处在于“手机屏幕能够变身具有魔力的窗口,于真实世界上覆盖数字信息与对象,实现虚拟与现实的融合”。

  智能手机Phab 2 Pro的主要硬件配置为:高通骁龙652八核处理器、6.4寸QHD显示屏、4G内存、多个摄像头(前置摄像头800万像素,后置摄像头1600万像素+景深摄像头+运动追踪摄像头)、4050毫安电池、指纹识别和全金属机身。

  (1)运动追踪(Motion Tracking):通过移动设备自带的多种传感器,在不通过外界信号的情况下(如GPS、WiFi、蓝牙Beacon等),实时获取设备的姿态与位置,追踪设备在三维空间中的运动轨迹。Tango创新性地采用了摄像头与惯性测量单位(IMU)结合的方法来实现精确的运动追踪功能。

  (2)环境学习(Area Learning):利用视觉信息记录与索引外界环境,自动矫正环境构建与运动追踪中积累的误差,识别重复环境。该功能描述起来很容易,但实施起来则相当的困难,首先设备会对其拍摄的每一帧照片提取特征,然后对出现的特征进行保存和引索,再利用一些高效的储存和搜索算法,实时地判断新的一帧是否跟过去曾经拍摄的环境有相似之处,如果匹配准确的话,设备可以立即利用之前已经收集的环境信息。

  (3)深度感知(Depth Perception):利用自带的景深传感器扫描外界三维环境,构筑三维模型,再配合运动追踪,即可告诉设备在空间中的位置,与四周障碍物的距离。第一代的Tango原型平板采用了结构光(Structured Light)技术,而第二代的Tango原型手机以及Phab 2 Pro则采用了飞行时间(Time of Flight)技术。

  由超多维推出的SuperD D1首次创造性地提出“全显手机”概念,它前置两颗摄像头,一颗和普通手机一样用于拍照,而另一颗则用于眼球追踪、捕捉人眼位置,并根据你的眼部位置、瞳距,定制并实时生成相匹配人眼位置的合理视角图象。无论是左右前后移动,都能全程获得舒适、清晰的3D视觉感官体验。

  “一屏•双芯•三摄”是全显手机标配。一屏即裸眼3D柱状光栅液晶屏幕,用户无需佩戴3D眼镜就能体验身临其境的3D、VR视界的震撼,而且可以实现2D/3D的自由切换。双芯就是在CPU之外,还有一个独立的VR视觉运动芯片,提升3D/VR渲染速度。三摄即在常规摄像头之外,增加人眼追踪摄像头。

  此外,超多维科技还发布了超多VR内容平台、美豆TV直播平台。存储超大容量3D/VR资源的超多VR内容平台,包含海量的3D大片,数百款3D/VR游戏,数千部VR视频以及3D/VR众多应用。

  2016年10月24日,总部位于深圳的保千里视像科技集团在深圳大梅沙,举办了“保千里打令VR手机”发布会。“打令”取义自英文darling(意即“亲爱的”)。该手机实现了VR摄像头和手机的融合,是全球首款VR手机。该手机配备了四颗摄像头,前后各两颗,可满足360度全景拍摄的需求,实现3D立体效果,同时也可在VR镜头与2D平面镜头之间自由切换。

  VR摄像头模组中的CMOS图像传感器像素达到2600万,采用Sony感光器件。超薄VR全景镜头是保千里打令VR手机的绝杀武器,摄像头模组最厚处仅为23.8mm,为全球最薄的手机VR摄像头模组。传统VR摄像头采用的是两颗或者多颗分离式超广角摄像头模组,而保千里打令VR手机摄像头采用的是单颗双目曲折二合一超广角摄像头模组,这个VR摄像头模组包含两个结构相同的成像系统,每个成像系统由一个200度超广角镜头和成像传感器构成。镜头光路采用90度曲折双光路设计,两个摄像头的光轴一致,大大缩小镜头体积,达到超薄、超轻一体化结构。

  此外,保千里自己研发的VR摄像头模组还通过图像识别、拼接等算法等,将前后VR摄像头取景融合为一个球体,做到两个半球的像素大小、颜色、亮度等参数一致,技术角度上乃是首创。

  小米MIX最吸引眼球的必定是屏幕,占比91.3%的全息屏毫无疑问带来的最大优势是视觉上的震撼。传统的智能手机顶部的元器件通常有三个:前置摄像头、基于红外测距原理的接近传感器、听筒。小米MIX如何把这三个元器件藏起来的呢?

  首先,小米MIX的前置摄像头被设计在底部右侧。其次,听筒方面采用陶瓷声学系统替代听筒发声的工作,具体工作原理是:采用悬臂梁方式实现压电陶瓷技术,驱动单元将电信号转化为机械能,通过微振点击方式带动整机中框共振,从而完成发声。

  采用超声波传感器取代基于红外测距原理的接近传感器,不用开孔也能准确测量距离

  对于普通智能手机而言,当我们拿起手机接听电话时,手机通过接近传感器识别后自动熄屏,从而避免误触挂断电话(这就是手机“额头”开那么多孔的原因)。小米MIX的解决方案是摒弃传统基于红外测距原理的接近传感器,而采用了超声波测距传感器。超声波测距传感器通过将超声波信号转换为电信号,具有频率高、波长短、绕射现象小的特点,能够对液体、固体进行穿透,因此传感器可以隐藏于手机屏幕内部,避免占用屏幕外部空间。

  中兴天机7 MAX采用汇顶科技的指静脉识别系统(Live Finger Detection),可以有效防止假指纹骗过指纹识别的保护,让用户放心使用支付宝、微信支付等平台,畅享移动支付的安全与便捷。此外,该机亮屏状态轻触解锁快至0.15秒,为用户带来更加可靠、流畅的使用体验。

  该项指静脉纹识别方案是由汇顶科技全球首创并拥有自主知识产权的。该方案将指纹识别传感器和光学传感器集成到一颗模组中,在进行指纹识别的同时,可以通过光学传感器对人体的心率、血液等用户的生物特征来验证用户的指纹信息真实性,从而识别并拒绝伪造或克隆的假指纹,提高支付安全等级。该方案不仅创新地采用单芯片传感器,还具有体积小、封装工艺简单、模组生产简化的优点。

  上海市通信制造业行业协会成立于2002年3月26日,是由上海市大型国有、外资、民营等通信制造企业及科研院所组成的社团组织;在上海市经济和信息化委员会、上海市社会团体管理局指导下开展相关工作;协会组成 了通信各领域的专家组;并与上海市知识产权局、中科院、社科院、本市IT行业的兄弟协会、资深中介机构和国家认定的检测机构等进行合作;与香港、台湾、美 国、欧洲、日本、韩国等相关行业组织、政府、著名企业互动交流;协会建立了成立了IPv6、移动终端等专业委员会。为会员单位及本市行业企业提供政策咨 询、项目推介、产品展示、合作交流等专业的服务。

  中国首家咨询服务公司——麦姆斯咨询(MEMS Consulting)成立于2012年9月,在上海、无锡和苏州设有办公室,致力于推动物联网产业发展,打造全方位MEMS服务平台,成为全球知名行业调研机构。

  麦姆斯咨询通过建设核心数据库,开拓国际产业合作,把握MEMS发展趋势,为客户提供科技报告、市场服务、行业会议、培训课程、知识产权服务、金融服务等,业务遍及全球,客户来自中国、台湾、加拿大、美国、埃及、德国、法国和瑞士等国家。


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